第一章专题探究一 带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值问题-【学霸黑白题·黑题】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版）

专题探究一带电粒子在匀强磁场中运动的临界、极值问题 黑题 专题强化练 限时：70min 题型1平移圆问题 3.（多选)如图所示，有一垂直于 (适用条件：①速度大小、方向一定，入射点不同 纸面向外的磁感应强度为B 但在同一直线上；②轨迹圆圆心共线) 的有界匀强磁场（边界上有磁 1.如图所示，边长为L的正方 场)，其边界为一边长为L的···B 形有界匀强磁场ABCD,P 三角形，A、B、C为三角形的顶点.今有一质量 为AD边中点.若一粒子发 为m、电荷量为+g的粒子（不计重力），以速度 射装置，在AP区间内各处 垂直于AD方向发射出相同带电粒子.从A点 3gBL从AB边上某点P既垂直于AB边又 = 4m 出发的带电粒子恰好从C点飞出磁场，则在 垂直于磁场的方向射入磁场，然后从BC边 垂直于磁场的平面内，有粒子经过的区域面 上某点Q射出.若从P点射入的该粒子能 积是 ( 从Q点射出，则 ( A.（m3)L2 B.(2m-3)L2 +√3 A.PB≤ C.Pns+/3 4 8 4 4 C.（2m+3)L2 D.（2m+33)L 1 D.QB≤2I 8 24 80附s 2.(2022·江西上饶六校联考)如图所示，在直 4.（2021·江西九校联考)如图所示直角坐标系 角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀 x0y中，在第2、3、4象限存在垂直于纸面向外 强磁场，磁感应强度大小为B.大量均匀分布 的匀强磁场，磁感应强度B=10T,沿x轴放置 在ab边的同种带电粒子（质量为m,电荷量 挡板P,板的左端在坐标原点，任何带电粒 为+q)以相同的速度沿纸面垂直于ab边射入 子射到板上均会被板吸收.现有一群同种带电 场区，结果有一半的粒子从bc边射出.已知bc 粒子在ab间以相同速度沿与y轴成37°射入 边长为L,bc与ac的夹角为60°，不计粒子 磁场，最后都打在挡板P上.带电粒子的电荷 的重力及粒子之间的相互作用.下列说法正 量g=-3.2×10-8C,质量m=1.6×1012kg,射入 磁场速度=2×10m/s.a点纵坐标为y。= 确的是 0.06m,b点纵坐标为y6=0.20m.忽略粒子间 A.粒子的入射速度为B 的相互碰撞与影响，不考虑粒子的重力.求： 4m (1)粒子在磁场中的运动半径； B.粒子的入射速度为3B网L 12m (2)挡板P的最小长度 C.从bc边射出的粒子在磁场内 运动的最长时间为m 3gB D.若射入的粒子为负电荷，要使一半的粒子 射出bc,则粒子的入射速度至少为3BL 6m 选择性必修第二册·JK黑白题14 题型2放缩圆问题 强磁场，磁感应强度大小为B,一束质量为m、 (适用条件：①速度方向一定，大小不同：②轨迹 电荷量为-q(9>0)的带电粒子（不计重力） 圆圆心共线) 从AB边的中点沿平行于BC边的方向以不同 5.(2022·山东潍坊质检)如图所示，水平面的 的速率射入磁场区域，则 ( abc区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大 小为B,边界的夹角为30°，距顶点b为L的S A.从BC边射出的粒子的最大速率为5agB 2m 点有一粒子源，粒子在水平面内垂直bc边向 磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子， B.从BC边射出的粒子的最大速率为3ag5 3m 粒子质量为m,电荷量大小为g,下列说法正 确的是 C.能从BC边射出的粒子最小速率为3gB 6m A.从边界bc射出的粒子 。 速度方向各不相同 D.能从BC边射出的粒子最小速率为3agB 8m B.粒子离开磁场时到b 6i306 8.(2021·河南名校联··· 点的最短距离为 盟联考)科学家可以 B· 0 利用磁场对带电粒子·户。.， C.垂直边界b射出的粒子的速度大小为gBL 2m 的运动进行有效控······ D.垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的 制.如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域 时涧为 外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外， 磁感应强度大小为B.P是圆外一点，OP=3r 6.如图所示，实线边界上方有匀强磁场，a、c间 质量为m,电荷量为g(g>0)的粒子从P点 是半圆边界两侧是水平直边界，在左侧水平 在纸面内沿着与P0成0=60°角的方向射出， 边界b点处有一粒子源，竖直向上以不同速率 不计粒子重力.若要求粒子不能进入圆形区 将相同带正电粒子美直射入酸场，且加-受 域，则粒子运动速度可以为 ( 8Bgr Bqr 已知粒子在磁场中的运动周期为T,不计粒子 A.v≤ B.v≤ 7m 5m 重力及粒子间相互作用，则粒子在磁场中运 8Bqr Bqr 动的最短时间为 ( C.v≥ D.v≥ 5m 3m A.2T B. C. D.- -T 题型3旋转圆问题 h (适用条件：①速度大小一定，方向不同：②轨迹 圆圆心共圆) 9.如图所示，在足够长的荧